高二物理人教版选修3-4课件：12.5 多普勒效应 惠更斯原理

要点提炼
1. 多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 观察者接收到的波的 频率 2.多普勒效应产生的原因分析： 发生变化的现象.
(1)相对位置变化与频率的关系(规律)：
相对位置
波源S和观察者
图示
结论
f观察者＝f波源 音调不变
A相对静止，如
若靠近波源，由
波源S不动，观 察者A运动,由 A→B，则f观察者>f
了变化，当距离增大时，观察者在单位时间内接收到完全
波的个数减少，反之，接收到完全波的个数就增加，可见
观察者接收到的频率与波源发出的频率并不一定是相等的，
只有当波源与观察者相对静止时二者才是相等的，故B、 C选项都是正确的； 一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确. 答案 BC
例2
如图2甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学
B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化
C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.只有声波才能产生多普勒效应
解析
由于波源的频率只与波源本身在单位时间内完成的
全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是否运动 的情况均无关系，故A选项不正确； 当发生多普勒效应时，由于观察者与波源的相对位置发生
波源，音调变高；
A→B或A→C，
如图所示 观察者A不动， 波源S运动，由
若远离波源，由
A→C，则f观察者<f
波源，音调变低
f观察者>f波源
(2)成因归纳：发生多普勒效应时，一定是由于波源与观
察者之间发生了
相对运动 到的频率变高，互相远离时，观察者接收到的频率变低. 只是观察者接收到的波的频率发生了变化.
据 v ＝ λf 知波长 λ与 v及 f 有关，即与波源和介质有关，反射
波与入射波在同一介质中传播，频率不变，波速不变，故
波长 λ 不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速不 同，频率不变，故λ不同.
典例精析
一、对多普勒效应的理解 例1 关于多普勒效应，以下说法中正确的是( A.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 )
波进入第二种介质后传播方向常常发生偏折.
要点提炼
1.波的反射 (1)定义：波遇到介质界面会 返回 (2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的 继续传播的现象. 相同 . 发生
2.波的折射
(1)波从一种介质 另一种介质时，波的
改变的现象.
传播方向 进入 (2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变.
她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她就能感到 哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调 变低.选项A、D正确，B、C错误. 答案 AD
要点提炼
1.波面：在波的传播过程中，任一时刻介质中 任何振动
状态相同
2.波线
的点组成的面叫做波面.
波线是指与波面垂直的那些线，它代表了波的 传播方向
如图1所示.
图1
3.惠更斯原理 介质中任一波面上的各点，都可以看做 发射子波的波源 其后任意时刻，这些子波在波前进方向的 就是新 包络面 的波面. ，
第十二章
机械波
学案5 多普勒效应 惠更斯原理
目标定位
1.了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物 理现象. 2.知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理.
3.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射
现象，并能用惠更斯原理进行解释.
知识探究
自我检测
一、多普勒效应
问题设计
知识探究
有经验的铁路工人可以从火车汽笛声判断火车的运行方 向和快慢，请你说一说他们是根据什么作出的判断. 答案 火车靠近时，音调变高；火车远离时，音调变低； 由音调变化的快慢可判断火车运行的快慢.
4.惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的
无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的 大小 的关系. 强度
,
三、波的反射和折射
问题设计
1. 对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在
云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？
答案 这两种现象都是由于声波的反射造成的.
2.波不仅有反射现象，也有折射现象，请用惠更斯原理解释波 的反射和折射现象. 答案 (1)波的反射的解释： 如图所示，a、c、b三条波线并不同时到达界 面，它们到达界面时产生子波的时间也就有先有后，子波传播 的距离也就有远有近，A′B′是新的波面，与反射波方向垂直. 但由于反射波与入射波相比，波长、波速和频率都不变.所以在
.二者互相靠近时，观察者接收
3. 发生多普勒效应时，波源产生的波的频率并没有变化， 4. 多普勒效应是波的特性，不是只有机械波会产生多普 勒效应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象.
二、波面、波线、惠更斯原理
问题设计
把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平 的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波 谷)为什么会组成一个个圆吗？ 答案 因为水波由波源向四周传开，向各个方向的波速 都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个圆.
图中直角三角形A′AB′≌直角三角形BB′A.也就可以进一步
证明入射角i＝反射角i′.
(2)波的折射的解释
如图所示，当波线a首先于时刻t由介质1到达 界面，之后又经过时间Δt，波线b也到达界面； 这时 A 、 C′ 两点发出的子波在介质 2 中的包络面为图中的 A′B′ ，这是波进入介质 2 之后的新的波面 . 由于是两种不 同的介质，其中波的传播速度v1、v2不一定相同，在Δt时间 内，两条波线传播的距离AA′和BB′也不一定相同，因此
(3)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介 质中传播 速度 不同.
延伸思考
机械波在两介质的界面上发生反射和折射现象时，波的频 率f、波速v、波长λ是否变化？ 答案 频率 f 由波源决定，故无论是反射波还是折射波都 与入射波的频率即波源的振动频率相同；波速 v由介质决 定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变， 而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化.
坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确
的是(
)
图2
A.女同学从A向B运动过程中，她感受哨声音调变高 B.女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C.女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D.女同学在C点向左运动时，她右的速度，